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生物酶法制备活性物质纳米缓释胶囊技术
活性物质缓释胶囊是近年来研究最多的药物活性物质制剂技术, 它具有延长药物作用时间、定向靶位给药、减少药物毒副作用等优点，在现代 药物制剂中受到了广泛的应用。纳米壁材的研制是在微胶囊的基础上，将壁材 的尺寸进一步减小，增大比表面积，进一步提高包埋率和运载效果。但国内外 对于纳米包埋技术的研究多集中在以壳聚糖、海藻酸钠、合成树脂等材料作为 壁材的开发上，这类壁材价格相对较贵，不利于商业化推广。国内外未发现有 利用生物酶法制备活性物质缓释胶囊的相关报道。 该技术以淀粉纳米颗粒为壁材对包埋活性物质进行包埋，制备纳米缓释胶 囊。淀粉纳米颗粒利用生物酶法制备，生产成本低、周期短、不易造成环境污 染，并且纳米颗粒集中在 50-120nm 左右，粒径小、比表面积大，有利于活性物 质的包埋，包封效果好。经过中试研究，该技术制备的淀粉纳米颗粒活性物质 缓释胶囊在胃部的降解率极低，大部分活性物质在肠道内消化吸收，有效的提 高了活性物质的生物利用率。 生产条件及经济效益预测：纳米颗粒缓释胶囊的初步市场估价为 10-100 万 元/吨。项目投产后，年加工量 100 吨的生产线，估算投资额为 3000 万，可产 生经济效益 4250 万元，实现利税 2000 万元。年加工量 200 吨的纳米颗粒缓释 胶囊生产线，估算投资额为 5000 万，可产生经济效益 8500 万元，实现利税 4000 万元。年加工量 400 吨的纳米颗粒缓释胶囊生产线，估算投资额为 7000 万，可青岛农业大学科技成果介绍 2017 －54－ 产生经济效益 1.5 亿元，实现利税 8000 万元。因此，该项目盈利性强、投资回 报率高、贷款偿还期短，经济效益上可行。
青岛农业大学
2021-04-11
精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
精氨酸脱亚胺酶（Arginine deiminase）简称 ADI，它能将精氨酸水解，生产瓜氨酸和氨，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸脱亚氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的 治疗。 瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有抗衰老、增强免疫力、提高运动员力量与耐力、增加创伤愈合和改善微循环等功能。 本项目通过菌种筛选获得一株高产精氨酸脱亚酶的粪肠球菌菌株，通过分子 改造，获得适合人体生理条件的精氨酶脱亚酶，可用于医药；利用粪肠球菌来源的精氨酸脱亚氨酶可用于瓜氨酸的生物制备，瓜氨酸产量可达到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 100%。
江南大学
2021-04-11
手性氨基酸的微生物高效生产方法
手性氨基酸作为最重要的原料和中间体，市场规模也越来越大。本项目研发的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-苏氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一种非天然的氨基酸，是一种重要的化工原料，被用作为多种手性药物合成中的重要中间体，包括抗结核药物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癫痫 药物左乙拉西坦。D-苏氨酸是天然氨基酸 L-苏氨酸的光学异构体，是一种非天然氨基酸。主要应用于手性药物、手性添加剂和手性助剂等领域，在制药行业作为手性合成的手性源，主要用于生产新型光谱抗生素、D-苏氨醇和多肽合成过程的苏氨酸保护剂。L-天冬酰胺是常见的 20 种氨基酸之一，在食品、医药、化工合成、微生物培养等领域广泛应用。L-天冬酰胺可以作为添加剂用于清凉饮料,同时在肿瘤治疗及蛋白质糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸输液，以及具有降压、平喘、抗消化性溃疡、胃功能障碍等功能，并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞、疲劳症等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培养和动物细胞培养重要的添加剂。L-叔亮氨酸是一种非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空间位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不对称合成中作为诱导不对称的模板。随着不对称合成的发展, 叔亮氨酸的应用也非常广泛。又由于占空间大的叔丁基链及其疏水性, 它在多肽的合成中能够很好地控制分子构象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的稳定性, 因此在药物和生物应用中正迅速地发展, 用于抗癌、抗艾滋病等药物和生物抑制剂及肽等。
江南大学
2021-04-11
L-甲硫氨酸的微生物高效生产方法
L-甲硫氨酸广泛应用于饲料业，是家禽饲料中首选的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是强肝解毒剂、促进发育剂，当缺乏时会引起食欲减退。甲硫氨酸广泛应用于营养补充与畜产饲料，由于甲硫氨酸容易被鸡吸收而转变为鸡肉蛋白，在鸡饲料中添加甲硫氨酸，可少耗饲料，并使鸡肉生长健全。L-甲硫氨酸合成方法主要为化学合成法和微生物发酵法两种。因化学合成法会产生大量有害物质，微生物发酵法生产甲硫氨酸越来越受到关注。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，以达 到“开源节流”，即增强 L-甲硫氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高 L-甲硫氨酸产率，目前中间菌株产率已达 21 mmol/L，具有重要的应用前景。
江南大学
2021-04-11
L-苏氨酸的微生物高效生产方法
L-苏氨酸在食品、饲料、医药和化妆品等领域的用量呈长期稳定增长趋势，尤其在饲料添加剂中增长最为迅速。以添加了 L-苏氨酸的低蛋白配方饲料作为家禽日粮，不但可以缓解天然蛋白的匮乏，减少动物氨的排放，还能提高家禽的生产性能。而在医药领域，L-苏氨酸除了用于氨基酸输液之外，随着人类保健意 识的提高，各类氨基酸保健饮品涌现市场，L-苏氨酸是必不可少的配方成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和甲硫氨酸之后第三大发展最迅速的氨基酸。因此 L-苏氨酸产业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，对关键基因进行了测序、蛋白结构解析及定向改造，以达到“开源节流”，即增强 L-苏氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高L-苏氨酸产率近 20 倍，具有较好的应用前景。
江南大学
2021-04-11
低品位锰矿及硫化矿生物综合利用技术
将高温下进行的氧化锰矿还原反应及硫化矿的氧化反应，改为利用微生物的催化作用，在厌氧常温常压下，使低品位氧化锰矿与硫化矿耦合浸出，将生物槽浸和堆浸相结合，提高浸出效率和速率，利用铁和锰的变价特点进行分离提取和深加工，制成电子级二氧化锰、四氧化三锰和高锰酸钾，矿渣制成高效环境矿物材料。利用微生物的催化作用，将我国储量巨大的低品位锰矿和硫化矿，在常温常压下进行综合利用，使其变废为宝。此工艺浸出时间短，效率高，能耗低，无废气排放，浸渣还可以制成铁环境矿物材料，用于废水处理，及制砖垫地等。
北京科技大学
2021-04-11
木质纤维素来源抑制物的生物脱毒技术
预处理是木质纤维素生物炼制过程的前提条件。但预处理过程中产生的多种化合物，包括 呋喃类、有机酸类和酚类物质对后续的酶解和微生物发酵都将产生严重的抑制作用。因此，必 须脱除这些抑制物，才能保证后续生物炼制过程的正常进行。目前，水洗和过碱化调节是两种 最为常用和有效的脱毒方法，但存在着新鲜水耗大、废水排放严重、可发酵性糖损失严重等缺 点，导致了脱毒技术与木质纤维素生物炼制产业化的脱节。 本项目的木质纤维素来源抑制物的生物脱毒技术采用华东理工大学研发的固态生物脱毒 技术。该技术主要使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，利用具有自主知识产权的树脂枝孢霉 Amorphotheca resinae ZN1对预处理后的木质纤维素原料进行固态发酵，可以在1天内完全降解 预处理过程中产生的呋喃类、有机酸类和酚类等对后续酶解和微生物发酵有害的化合物；生物 脱毒过程是一个无水耗和低能耗的过程，实现了从“干预处理物料到干脱毒物料”的一个干式 过程，为后续的高固体含量生物转化过程提供了高质量的原料。本技术的实施将大大促进木质 纤维素生物炼制技术的产业化。
华东理工大学
2021-04-11
生物拆分生产光学纯左旋泛解酸内酯
光学纯的内酯化合物以及相应的水解产物羟基酸是重要的手性合成中间体，其中D-泛解酸内酯 （俗称D-泛内酯）作为一种重要的饲料添加剂以及日化产品的合成前体，年产量达到上万吨。其他许多光学纯手性γ-内酯以及相应的羟基酸也是重要手性精细化工产品合成的前体。 本项目使用我们自行开发的固定化左旋内酯水解酶，立体选择性地催化左旋内酯的水解，水解产物羟基酸在强酸环境中进行内酯化，即可获得高光学纯度的左旋内酯；而剩余未水解的产物，在强碱环境中进行消旋化得到消旋的底物内酯，重新用于水解拆分。固定化酶催化剂可以重复使用几十次，极大地降低了催化剂的成本。 本技术可应用于多种手性内酯产品的拆分生产，包括D-泛内酯以及其他系列内酯化合物，比如α-羟基-γ-丁内酯和β-羟基-γ-丁内酯，2-羟基-4-取代-4-丁内酯等，具有非常高的立体选择性，产品光学纯度达到94.8% ～ 99%。
华东理工大学
2021-02-01
一种污染物的异位生物修复装置
发明(设计)人：姚琪, 林锋, 李俊, 王令祥, 李舜斌, 陈静。本发明公开了一种污染物的异位生物修复装置，包括生物修复装置主体，所述生物修复装置主体的内部设有二氧化碳溢出装置、二氧化碳吸收装置、土壤堆放装置、驱动装置；通过生物修复装置主体、二氧化碳溢出装置、二氧化碳吸收装置、液位控制装置的配合，使土壤堆放装置内部微生物代谢产生的二氧化碳能够被排出，而生物修复装置主体内的其他气体成分不会被排出，避免生物堆内部的挥发性有机污染物挥发进入空气中而造成二次污染的问题，通过生物修复装置主体、驱动装置、插入装置的配合，使得生物修复装置主体内部的空气能够在土壤堆放装置的内部循环流动，增加生物堆内部的含氧量，加快污染物的降解速度，提高了该异位生物修复装置的实用性。
南京大学
2021-04-10
生物酶法制备纳米抗性淀粉生产技术
抗性淀粉具有淀粉特性，却不易被人体小肠消化，可作为低血 糖生成指数的功能性食品，纳米级抗性淀粉因其具有纳米效应，以及大的比表 面积，大量的表面电荷和活性羟基，且抗消化等优势，在作为药物缓释及靶向 释放等方面具有重要的应用潜力，可应用于功能性食品、医药、化妆品等领域。 随着纳米技术在医药、食品等领域的快速发展，人们对纳米尺度材料的研 究应运而生，而功能性纳米抗性淀粉更是研究的热点。多糖大分子例如淀粉和 纤维素等是天然形成的在大自然中大量存在的化合物，具有天然、安全和生物 相容等特点。近年来，国外对抗性淀粉的制备研究非常活跃，发展迅速，并申 报和发表了许多制备抗性淀粉的专利与文献。根据发表在美国《糖尿病,营养与 代谢》Diabetes,Nutrition&Metabolism、《美国临床营养学杂志》AmJClinNutr、 《中国预防医学杂志》等国内外大量临床实验报告表明，纳米级抗性淀粉有助 于改善胰岛素抵抗（即增加胰岛素敏感性）、降低血糖、降低血脂、调节代谢 紊乱等。而我国对抗性淀粉的制备研究正处于起步阶段，目前对于这种抗消化 纳米淀粉的绿色制备，国内外均未有报道。 技术优点或者效益预测:生物酶法制备的纳米抗性淀粉，具有更好地生物相 容性，加工容易，成本低，抗消化等优势，可广泛应用于功能性食品、药物包 埋、缓释、包衣填充等领域，且这种技术具有以下优点：1、原料来源广、安全、 可再生；2、操作简单，适合大规模生产；3、适用于普通仪器设备，对设备仪 器面没有腐蚀性；4、原料利用率高，耗能低，得率高；5、绿色生产，产品可 放心食用。
青岛农业大学
2021-04-11